一种基于多孔介质燃烧低热值气体的家用采暖热水炉制造技术

本发明专利技术公开了一种基于多孔介质燃烧低热值气体的家用采暖热水炉，该炉包括燃料空气预混腔、多孔介质燃烧室、管式换热器组、板式换热器、温度控制系统和水路系统；低热值气体燃料与预热空气在预混腔内充分混合；燃烧室内腔填充两层不同孔径的多孔介质层；尾部烟道布置管式换热器组；空气预热管道包覆多孔介质燃烧室与尾部烟道；温度控制系统通过获得各温度传感器和压力传感器的反馈信号，来调控风机、循环水泵、流量控制器和各个电磁阀门，达到控制水温的目的。本发明专利技术通过在多孔介质炉中燃烧低热值气体为用户提供采暖用水和生活热水，实现低品位能源的高效、清洁利用。

A kind of domestic heating water heater based on porous medium burning low calorific value gas

【技术实现步骤摘要】
一种基于多孔介质燃烧低热值气体的家用采暖热水炉
本专利技术涉及多孔介质燃烧低热值气体，具体涉及一种基于多孔介质燃烧低热值气体的家用采暖热水炉。
技术介绍
目前我国正处在经济高速发展的阶段，能源与环境对经济发展的制约作用越来越明显。在能源利用上，一方面存在效率低、污染环境、浪费严重等问题，另一方面，大量的低品位能源未被充分开发和利用。要建立可持续发展的经济模式，改善能源结构和能源消费方式，提高能源有效利用率，必须充分利用工业生产及能源生产中的各种低热值气体燃料。长期以来，低热值气体燃料，例如城市煤气、转炉煤气、发生炉煤气和高炉煤气等，由于含有大量惰性气体，可燃成分少，发热量低，燃料的体积流量大，在传统的自由火焰燃烧条件下难以点燃，因此常常作为废气直接排空。直接排空不仅会造成能源的浪费，而且由于低热值气体中含有苯、一氧化碳等气体，也会造成环境污染。近年来兴起的多孔介质燃烧技术，为低热值气体的燃烧提供了可能。由于多孔介质的比表面积大，蓄热性能良好，能够提高燃烧热效率，拓展贫燃极限，降低污染物排放，非常适合低热值气体燃料的燃烧。
技术实现思路
为了克服
技术介绍
存在的问题，本专利技术提供了一种基于多孔介质燃烧低热值气体的家用采暖热水炉。本专利技术所述的一种基于多孔介质燃烧低热值气体的家用采暖热水炉，该炉包括燃料空气预混腔、多孔介质燃烧室、管式换热器组、板式换热器、温度控制系统和水路系统。燃料与预热空气在预混腔充分混合；燃烧室内腔填充两层不同孔径的多孔介质层；尾部烟道布置管式换热器组；空气预热管道包覆多孔介质燃烧室与尾部烟道；温度控制系统通过获得各温度传感器和压力传感器的反馈信号，来调控风机、循环水泵、流量控制器和各个电磁阀，达到控制水温的目的。进一步的，低热值气体与预热空气在圆台型预混腔内充分混合。进一步的，燃烧室内腔多孔介质层所选用的材料为孔隙率80%的碳化硅(SiC)泡沫陶瓷，其上游为40PPI的多孔介质层，下游为20PPI的多孔介质层。进一步的，形状为蛇型的管式换热器平行布置于尾部烟道，形成管式换热器组。进一步的，空气预热管道包覆多孔介质燃烧室外壳与尾部烟道，空气预热管道外表面包覆有保温材料。更进一步的，在空气预热管道尾部布置预热空气喷嘴，预热空气喷嘴相对于水平方向下倾30-45°，且在某一截面内沿周向均匀布置一层预热空气喷嘴。本专利技术较现有技术所具有的有益效果是：(1)采用多孔介质燃烧技术燃烧低热值气体，为低热值气体燃料的广泛应用提供了有力的技术支持，符合节能减排的国策。(2)冷空气通过风机送入空气预热管道中预热，同时预热后的空气与燃料在圆台型预混腔内混合和扰动，有利于低热值气体燃料的稳定燃烧。(3)尾部烟道布置管式换热器组，有利于循环水与高温烟气的换热。(4)冷水与加热后的采暖水在板式换热器中进行换热，得到温度适宜的生活用水。附图说明图1为本专利技术的一种基于多孔介质燃烧低热值气体的家用采暖热水炉的结构示意图。图2为燃烧器整体形状示意图。图3为管式换热器组的布置示意图。附图标记说明：1-冷空气进口；2-风机；3-空气预热管道；4-尾部烟道；5-循环水出口温度传感器；6-集水器；7-多孔介质燃烧室；8-气体整流器；9-预热空气喷嘴；10-三通阀；11-采暖水出口电磁阀门；12-换热器进口电磁阀门；13-板式换热器；14-生活用水出口；15-采暖水出口；16-自动旁通阀；17-换热器放水阀；18-循环水进口；19-冷水进口；20-压力传感器；21-补水电磁阀门；22-冷水进口流量控制器；23-燃气进口；24-燃气流量控制器；25-燃料空气预混腔；26-循环水泵；27-自动排气阀；28-40PPI多孔介质层；29-电磁点火电极；30-20PPI多孔介质层；31-分水器；32-保温层；33-管式换热器组；34-循环水进口温度传感器；35-尾气出口。具体实施方式为了使本专利技术的技术方案能够更好的被理解，下面将结合附图详细说明本专利技术的实施情况。本专利技术的工作原理如下：用户的低热值气体通过燃气入口23进入，通过燃气流量控制器24调节流量之后送入燃料空气预混腔25中。冷空气通过风机2送入燃烧器中，经空气预热管道3的预热后，由预热空气喷嘴9送入燃料空气预混腔25中。燃烧区布置有两层多孔介质，上游布置40PPI的多孔介质层28用于混合气体的预热，下游布置20PPI的多孔介质层30用于火焰的稳定燃烧和降低散热损失。低热值气体与空气在燃料空气预混腔25中充分扰动、混合，然后通过气体整流器8后送入多孔介质层28、30中。混合气体由电磁点火电极29点燃并在两层多孔介质交界面处稳定燃烧。燃烧后产生的高温烟气与管式换热器组33进行热量交换，加热循环水，最终尾气从尾气出口35排出。采暖循环水由循环水进口18流入，经过循环水泵26和分水器31后分为多股流体，流入管式换热器组33中充分加热。通过集水器6将多股流体汇聚为一股，然后经由三通阀10和两个电磁阀11、12的调节分为两股流体，一股作为采暖管供水通过采暖水出口15流出，另一股流入板式换热器13。冷水由冷水入口19流入，通过冷水进口流量控制器22调节流量后送入板式换热器13中加热，最终从生活用水出口14流出。自动排气阀27用于排出循环水中的气体。循环水进口温度传感器34和循环水出口温度传感器5用于实时监测循环水温度，并反馈给温度控制系统。当循环水出口温度传感器5测得的温度高于设定值时，温度控制系统通过降低流经燃气流量控制器24的燃气量和流经风机2的空气量来调节高温烟气与循环水的换热量，从而使循环水出口温度达到设定值。当循环水出口温度传感器5测得的温度低于设定值时，温度控制系统通过提高流经燃气流量控制器24的燃气量和流经风机2的空气量来调节高温烟气与循环水的换热量，从而使循环水出口温度达到设定值。当循环水进口温度传感器34测得的温度低于设定值时，温度控制系统通过增大采暖水出口电磁阀11和自动旁通阀16的开度来调节循环水进口温度达到设定值。当循环水进口温度传感器34测得的温度高于设定值时，温度控制系统通过减小采暖水出口电磁阀11和自动旁通阀16的开度来调节循环水进口温度达到设定值。压力传感器20用于实时监测循环水的水压，并反馈给温度控制系统，当压力传感器20参数低于设定值时，温度控制系统打开电磁补水阀21来补充循环水，当水压达到设定值后关闭阀门。本专利技术的创新之处在于设计了合理的家用采暖热水炉用于燃烧低热值气体，为用户提供采暖用水和生活热水，为低热值气体燃料（如城市煤气、转炉煤气、发生炉煤气和高炉煤气等）的开发利用提供了技术支持。另外，采用多孔介质采暖热水炉燃烧低热值气体，其燃烧效率高，同时火焰锋面温度相对低，大大降低NOx和CO的排放，实现低热值燃料的高效清洁利用，达到环保要求。以上描述解释了本专利技术的主要原理，基本特征和其优点，不能以此限定本专利技术实施的范围。上述说明书中描述的只是本专利技术的原理和特征，在不脱离本专利技术精神和范围的前提下，本专利技术还有诸多的变化与改进，这些都在保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多孔介质燃烧低热值气体的家用采暖热水炉，该炉包括燃料空气预混腔、多孔介质燃烧室、管式换热器组、板式换热器、温度控制系统和水路系统；低热值气体燃料与预热空气在预混腔内充分混合；燃烧室内腔填充两层不同孔径的多孔介质层；尾部烟道布置管式换热器组；空气预热管道包覆多孔介质燃烧室与尾部烟道；温度控制系统通过获得各温度传感器和压力传感器的反馈信号，来调控风机、循环水泵、流量控制器和各个电磁阀门，达到控制水温的目的。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于多孔介质燃烧低热值气体的家用采暖热水炉，该炉包括燃料空气预混腔、多孔介质燃烧室、管式换热器组、板式换热器、温度控制系统和水路系统；低热值气体燃料与预热空气在预混腔内充分混合；燃烧室内腔填充两层不同孔径的多孔介质层；尾部烟道布置管式换热器组；空气预热管道包覆多孔介质燃烧室与尾部烟道；温度控制系统通过获得各温度传感器和压力传感器的反馈信号，来调控风机、循环水泵、流量控制器和各个电磁阀门，达到控制水温的目的。


2.根据权利要求1所述的一种基于多孔介质燃烧低热值气体的家用采暖热水炉，其特征在于：低热值气体与预热空气在圆台型预混腔内充分混合。


3.根据权利要求1所述的一种基于多孔介质燃烧低热值气体的家用采暖热水炉，其特征在于：燃烧室内腔多孔介质层所选用的...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱炯杰，曾宪阳，凌忠钱，周超，凌波，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33